届别 2012 届 学号毕业设计论文基于单片机的智能照明控制系统设计目 录摘要IAbstractII第一章 绪论- 1 -1.1 课题研究背景- 1 -1.2 课题研究目的和意义- 1 -1.3 智能照明控制系统的发展与现状- 2 -第二章 系统方案设计- 4 -2.1 系统设计要点- 4 -2.2 系统设计思路- 4 -第三章 硬件电路设计与实现- 7 -3.1 系统硬件总述- 7 -3.2 CPU性能介绍- 7 -3.3 主控制电路设计- 8 -3.4 分控制器的电路设计- 9 -3.5 光信号取样电路- 10 -3.6 人体信号采集模块- 11 -3.7 输出驱动电路设计- 13 -第四章 系统软件设计及实现- 15 -4.1 人机交互程序设计- 15 -4.2 照明启停控制程序设计- 18 -4.3 通信程序设计- 20 -第五章 系统可靠性设计- 23 -5.1 干扰产生的后果- 23 -5.2 单片机应用系统的硬件抗干扰设计- 23 -5.3 软件抗干扰技术- 24 -总 结- 25 -参考文献- 26 -致- 27 -附录- 28 - / 摘要随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。楼宇智能化的发展与成熟,也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。本文介绍了基于单片机AT89C51的室灯光控制系统及其原理,提出了有效的节能控制方法。该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术,利用多参数来实现对室照明的控制。系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础,实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。使用光电子镇流器,使光源具备自动调节功能。文中详细地描述了控制电路的设计过程,包括：光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。关键词：智能控制,主控制器,分控制器,单片机,定时控制AbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and core of the embedded system of control, replaces the traditional systemelectronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on single-chip microcomputer。In this paper,the Indoor Lighting Control System Based on AT89C51 and its principle are introduced. Some effective and energy saving control strategys of lighting system are brought forward. The current system uses a relatively mature sensor technology and computer control technology ,using multi-parameter to achieve the school classroom indoor lighting control. The system includes hardware and software design in two parts. The host controller of the control system for lighting is based on AT89C51 single-chip microcomputer, and the auxiliary ones are based on AT89c2051. The system can do many jobs, such as wired communication, Signal Acquisition,wireless data transmitting, controlling and display.Use of electonic ballasts;thelight sourcewith automatic adjustment function .The paper describes the designing process of the circuit at length, including: Optical signalsampling circuit, the bodysignal acquisitioncircuit, keyboard and LED display circuit, RS485 communication circuit, wireless transmitting circuit, control circuit of lighting, watchdog circuit, etc. The designing of software mainly includes the several programming, such as wired communication, lamplight controlling, timed controlling, keyboard scanning ,LED displaying and signalprocessing circuit. The wired communication programming function is that through Master-slave communication method based on RS485 the host controller sends orders to the all auxiliary controllers or each one, including: turning on lighting, turning off lighting, regulating brightness of lighting, controlling timed lighting, etc. Work,the optical signal sampling circuit collecting lighting intensity,indoor collecting of human signal acquisition circuit if anyone,whether for work time and other information and signal to the microcontroller,MCUcontrol circuiti based on these information through the switching operation of lighting equipment in order to achieve lightingcontrols to sava energy.Key Words: Intelligent control,Host controller, Auxiliary controller, Single-chip microcomputer, Timed controlling第一章 绪论本章介绍了论文的研究背景、目的和意义,对国外智能照明系统研究概况做了简要综述。1.1 课题研究背景 改革开放30年来,我国经济取得了突飞猛进的发展,人民生活水平质量也得到了巨大的提高,人们对照明的需求也越来越高。从最初只提供亮度的基本功能到现在产了多方面的需求：除了提供适宜的环境亮度以外,还要营造优雅舒适的氛围；用户方要求控制方式灵活方便,能实现按需配置,同时实现节能、降低运行费用；施工方要求安装简单、维护方便；设计方要求系统能提供满足用户多样性要求的各种技术手段。需求的变化导致控制方式的改进：从传统的机械式开关演变为电子技术的智能照明系统。 能源短缺是21世纪国际面临的新课题。在寻找新的能源之外,节约能源,提高效益也就成为了我们研究的课题。所以如何来节省电力能源也成为了一个迫切需要解决的问题。从节约资源、对社会贡献、节省部门经费支出等多方面考虑,办公室、高校教室等公共场所照明的节电问题不得不提到重要的议事日程上来。 目前常用的节电方式为手工控制,声控型,太阳能灯等。手工方式操作起来不灵活,费时费力。声控型往往判断不准确,不需要的时候也也会经常亮。太阳能设备投资比较大,且容易受光照强度的影响。因此市场上迫切需要一种操作方便、价格低廉、便于大面积推广的新型节能方案。1.2 课题研究目的和意义 随着经济的发展和科技的进步,人们对照明器具节能和科学管理提出了更高的求,使得照明控制在智能楼宇领域的地位越来越重要。而在楼宇大厦建设热潮中各公司和企业也意识到了智能照明的重要性。商业楼宇功率设备一般数量较少。而照明器具则比较多。使用照明控制系统更能体现在节能与管理方面的优势,提高建筑的科学管理水平。传统楼宇公共区域的照明模式,只能是白天关灯、晚上开灯,而采用智能照明控制系统后,用户可以根据不同场合、不同的人流量,对时间段和工作模式进行划分,把不必要的照明灯具关掉,在需要时自动开启；同时,系统还能充分利用自然光,在保证必要照明的同时,有效减少了灯具的工作时间,节省了不必要的能源开支,也延长了灯具的寿命。 虽然智能照明系统最基本的功能是开关作用,与传统的照明系统似乎并无差异,但前者以自动控制为主、人工控制为辅,在一般的情况下,不需要用户的参与,照明系统自动实现开关功能大大减少了人们的管理工作。 智能照明控制系统减少灯具使用时间,能有效节约能源,由于我国以前的粗放型经济增长方式已经导致资源匮乏,这种一味地靠资源和牺牲环境来换取GDP的增长的外延扩展方式已经走到尽头,所以调整产业结构。在照明行业推